Sử dụng DNA mã vạch vùng gen nhân (ITS-rDNA) định danh loài hoa trứng gà Yên Tử (Magnolia sp.)

Bài nghiên cứu này sử dụng mã vạch DNA (gen ITS-rDNA) để khám phá tình trạng phân loại của loài Hoa trứng gà yên tử dựa trên 19 mẫu thu thập ở rừng quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh nhằm cung cấp một cách nhìn mới về mối quan hệ phát sinh loài của chi Ngọc Lan (Magnolia L.), họ Ngọc Lan (Magnoliaceae). Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sử dụng DNA mã vạch vùng gen nhân (ITS-rDNA) định danh loài hoa trứng gà Yên Tử (Magnolia sp.) Công nghệ sinh học & Giống cây trồng SỬ DỤNG DNA MÃ VẠCH VÙNG GEN NHÂN (ITS-rDNA) ĐỊNH DANH LOÀI HOA TRỨNG GÀ YÊN TỬ (Magnolia sp.) Vũ Đình Duy1,3*, Nguyễn Thị Thỉnh2,4*, Vũ Thị Thu Hiền2, Lưu Thị Phương2, Vũ Quang Nam2* 1 Học viện Khoa học và Công nghệ, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam 2 Trường Đại học Lâm nghiệp 3 Viện Sinh thái Nhiệt đới, Trung tâm nhiệt đới Việt – Nga 4 Trường THPT Chương Mỹ A, Chương Mỹ, Hà Nội TÓM TẮT Xác định đúng loài sẽ giúp ích cho việc bảo tồn cũng như các nghiên cứu về sinh học tiến hóa và hệ thống học của loài. Mã vạch DNA là công cụ hữu ích để xác định loài bằng cách sử dụng các đoạn DNA bộ gen được chuẩn hóa. Chúng tôi sử dụng mã vạch DNA (gen ITS-rDNA) để khám phá tình trạng phân loại của loài Hoa trứng gà yên tử dựa trên 19 mẫu thu thập ở rừng quốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh nhằm cung cấp một cách nhìn mới về mối quan hệ phát sinh loài của chi Ngọc Lan (Magnolia L.), họ Ngọc Lan (Magnoliaceae). Trong nghiên cứu này, tỷ lệ thành công cho phản ứng khuyếch đại PCR vùng gen ITS-rDNA là 100%. Tỷ lệ đọc thành công trình tự hai chiều đạt được từ sản phẩm PCR là 100% đối với đoạn gen ITS-rDNA dài 600 bp và đăng ký trên GenBank (Mã số: MW969605 đến MW969623). Phân tích phát sinh loài sử dụng phương pháp ML chỉ ra rằng các mẫu Hoa trứng gà yên tử (Magnolia sp.) có mối quan hệ gần gũi với các loài Magnolia championii, M. albosericea, M. coco và hình thành một nhánh chị em đối với ba loài nói trên. Chúng tôi xác nhận Hoa trứng gà yên tử (Magnolia sp.) ở Rừng quốc gia Yên Tử là M. quangninhensis và nghiên cứu này cung cấp dữ liệu di truyền đầu tiên của loài này. Khoảng cách di truyền giữa các loài trong và giữa các loài Magnolia 2,7% (dao động từ 0 đến 5,7%). Nghiên cứu hiện tại cung cấp thêm bằng chứng về vùng gen ITS-rDNA như một dấu hiệu hữu ích để xác định loài trong chi Magnolia. Từ khoá: cây phát sinh phả hệ, DNA mã vạch, hoa trứng gà yên tử, ITS-rDNA, Magnolia sp..1. ĐẶT VẤN ĐỀ trồng, trong khi loài được phát hiện tại rừng Trên thế giới, Ngọc lan (Magnolia L.) là quốc gia Yên Tử có đặc điểm sinh học như hoamột chi thực vật thuộc họ Ngọc lan to, màu trắng hoặc tím hồng, cây gỗ nhỏ (5-8(Magnoliaceae) với khoảng trên 90 loài, phân m), có phân bố tự nhiên. Do vậy, xác địnhbố chủ yếu ở Đông Nam Á và Châu Mỹ (Vu chính xác tên khoa học của loài/thứ Hoa trứngQuang Nam, 2017), thường là cây bụi và gỗ gà yên tử trong tự nhiên là rất quan trọng đốinhỡ, bao hoa chưa phân hóa, không có cuống với việc xác định giống cây, lựa chọn cha mẹnhụy, hoa và quả thường mọc ở đầu cành, có 2 để nhân giống, sử dụng và bảo tồn nguồn gennoãn trong mỗi lá noãn. Ở Việt Nam, chi Ngọc của chúng.lan có khoảng trên 12 loài, phân bố rộng khắp Mã vạch DNA (DNA barcoding) sử dụngđất nước, đa số các loài được dùng làm cảnh đoạn DNA ngắn đã chuẩn hóa phân biệt giữabởi hoa thường to, thơm, lá xanh quanh năm. các loài (Hebert et al., 2004; Liu et al.,Trong nhiều đợt khảo sát, điều tra tại Rừng 2012a,b), chúng trở thành công cụ phục vụ cóquốc gia Yên Tử, tỉnh Quảng Ninh chúng tôi hiệu quả cho công tác giám định, phân loại,phát hiện và thu mẫu được loài Hoa trứng gà đánh giá quan hệ di truyền, phát hiện loài mới,yên tử (Hình 1). Loài này được các cán bộ quản lý chất lượng, nguồn gốc, xuất xứ, bảnquản lý và người dân địa phương gọi là loài quyền của sản phẩm từ sinh vật (Chen et al.,Hoa trứng gà. Tuy nhiên, qua nghiên cứu 2010; Gao et al., 2010; Liu et al., 2012a,b). Ởchúng tôi thấy loài Magnolia coco hoàn toàn thực vật, một số vùng gen lục lạp (matK, rbcL,không lông, cây bụi, hoa trắng, thường là cây psbA-trnH, atpF-atpH...) và vùng gen nhân* Corresponding author: duydinhvu87@gmail.com; (ITS-rDNA) đang được ứng dụng rộng rãinamvq@vnuf.edu.vn; thinhmoon@gmail.com trong các nghiên cứu mối quan hệ phát sinh chủng loại (phylogeny), phân loại (taxonomy)42 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ LÂM NGHIỆP SỐ 2 - 2021 Công nghệ sinh học & Giống cây trồngvà nhận dạng loài (identity) (Hollingsworth et nucleotide vùng gen nhân (ITS-rDNA) của 19al., 2009; Li et al., 2011). Nhiều phân t ...